基于知識(shí)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)評(píng)分函數(shù)的研究.pdf

1、從蛋白質(zhì)的一維序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)是當(dāng)前生物信息學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的課題。而評(píng)分函數(shù)的設(shè)計(jì)是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)中的核心及關(guān)鍵之一。 評(píng)分函數(shù)又稱為能量函數(shù)，一般分為兩類：基于物理經(jīng)驗(yàn)公式的評(píng)分函數(shù)和基于知識(shí)的評(píng)分函數(shù)。前者是分析粒子之間相互作用的基本原理后得到的經(jīng)驗(yàn)公式，它能反映客觀存在于蛋白質(zhì)內(nèi)部或者蛋白質(zhì)分子和溶劑分子之間的物理作用，但比較復(fù)雜且計(jì)算成本高。而后者是利用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)(PDB)中的己知結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)作為學(xué)

2、習(xí)樣本，計(jì)算得到的具有統(tǒng)計(jì)意義的區(qū)分參數(shù)，它能隱式地體現(xiàn)形成蛋白質(zhì)天然結(jié)構(gòu)的內(nèi)在物理化學(xué)作用，計(jì)算成本相對(duì)較低。其預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的性能依賴于作為學(xué)習(xí)樣本的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的數(shù)量和質(zhì)量。 歐洲分子生物實(shí)驗(yàn)室的UWE HOBOHM和CHRIS SANDER建立的pdb_select 25列表是從PDB中選擇的相對(duì)無(wú)偏差且高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。本文采用其中的蛋白質(zhì)作為學(xué)習(xí)樣本，設(shè)計(jì)基于知識(shí)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)評(píng)分函數(shù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：

3、 (1)從兩兩氨基酸殘基空間距離的分布出發(fā)，導(dǎo)出一個(gè)依賴距離分 布的評(píng)分函數(shù)。并通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)確定計(jì)算距離分布時(shí)的離散區(qū)間數(shù)目為20。 (2)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中，主鏈二面角(φ,φ)的分布就可用拉氏構(gòu)象圖來(lái)描畫。本文構(gòu)建了一個(gè)基于二面角的評(píng)分函數(shù)，通過(guò)計(jì)算確定把(φ，φ)空間離散為6°的網(wǎng)格是最好的選擇。 (3)進(jìn)一步組合上述從距離和角度兩個(gè)方面建立的評(píng)分函數(shù)，所得的評(píng)分函數(shù)性能比前兩者有大幅提高。通過(guò)正確識(shí)